Miksi purovesi on ruskeaa? Oliko se noin tummaa viime kesänä? Havainto aiemmin kirkkaammista vesistä saattaa hyvinkin osua oikeaan.
– Koko pohjoisella pallonpuoliskolla vesistöissä havaittu yleinen trendi on, että vedet tummuvat, apulaisprofessori Hannu Marttila Oulun yliopiston vesi-, energia- ja ympäristötekniikan tutkimusyksiköstä toteaa.
Havainto kuulostaa yksinkertaiselta ja sellainen se periaatteessa onkin, mutta ilmiön taakse kätkeytyy monta tekijää.
– Suomessa luonnonvedet ovat luonnostaan tummia monissa vesistöissä, Marttila pohjustaa.
Tummumista aiheuttaa orgaanisen aineen liukeneminen veteen. Orgaaninen aine on maaperän mikrobien tuottamaa, esimerkiksi lehtien ja neulasten hajottamisessa syntyvää ainesta ja se sisältää orgaanista hiiltä.
– Hajoamisessa syntyy humusaineita, jotka huuhtoutuvat vesistöihin, Marttila tiivistää.
Hidasta elpymistä
Ensimmäisenä tekijänä viimeaikaisessa tummumisessa Marttila nostaa esiin luonnon elpymisen happamasta laskeumasta. Laskeuma heikensi metsämaan pintakerroksen aktiivisuutta, jonka seurauksena orgaanisen aineen tuotanto väheni.
– Toisen maailmansodan jälkeisen teollistumisbuumin aiheuttaman happaman laskeuman vaikutuksiin herättiin 1980-luvulla, Marttila kertoo.
Nyt, kun ympäristön happamoituminen on saatu merkittävästi vähenemään, tämä maaperän prosessi on Marttilan mukaan viiveellä palautumassa.
Toinen luontainen tekijä liittyy Marttilan mukaan ilmastonmuutokseen. Senkin ymmärtämiseksi pitää kääntää katse maanrajaan.
– Ilmastonmuutoksen myötä sulan maan kausi pitenee, mikä vaikuttaa suoraan maaperän eliöstön mahdollisuuksiin lisätä hajotustoimintaa.
Maaperäeliöstön aktiivinen kausi on siis pidempi etenkin syksyllä, mikä näkyy niiden tuottaman aineksen lisääntymisenä.
Myös ihmistoiminnalla on osansa vesien tummumisessa. Marttilan mukaan orgaanista ainesta huuhtoutuu vesiin, kun maata muokataan.
– Esimerkiksi maataloudessa ja turvemaiden ojituksessa pintamaan ominaisuuksia muutetaan voimakkaasti.
Marttilan mukaan tämä ilmiö näkyy Perämereen laskevissa joissa. Viive toimenpiteiden ja huuhtouman välillä voi kuitenkin olla huomattavan pitkä.
– Suomessa on viime vuosina havaittu, että vanhoilta ojitetuilta metsäalueilta alkaa vasta nyt liueta enemmässä määrin orgaanista ainetta vesistöihin.
Vielä yhtenä tekijänä Marttila mainitsee metsätalouden tehostumisen myötä lisääntyneen puun määrän.
– Kun puun määrä lisääntyy, syntyy myös enemmän kariketta ja siis enemmän orgaanista ainetta vesistöihin. Esimerkiksi Ruotsissa tämä on havaittu merkittäväksi tekijäksi.
Jatkuvaa mittausta
Vesi-, energia- ja ympäristötekniikan tutkimusyksikössä on tutkittu vesien tummenemista luonnontilaisissa vesistöissä muun muassa Pallaksella ja Oulangalla.
– Jatkuvatoimisten mittareiden ja mallinnuksen avulla pääsemme valuma-aluetason prosesseihin käsiksi, Marttila kertoo menetelmistä.
– Suomessa on tehty paljon tutkimusta asiassa, ja meillä on kiinnostuttu etenkin siitä, miten orgaanisen aineksen huuhtoutuminen tapahtuu valuma-alueella, hän lisää.
– Pallaksen tutkimusalue on mahdollisimman lähellä luonnontilaa. Sellaisia valuma-alueita on hankala Suomesta löytää, Marttila kertoo.
– Pallaksella meillä on paljon osaamista myös valuma-alueiden mallinnuksesta ja veden stabiileista isotoopeista, Marttila lisää.
Mallinnuksella voidaan simuloida erilaisia olosuhteita ja tutkia niiden vaikutuksia ja soveltaa tietoa vesiensuojeluun.
– Kaikkialta ei voi mitata, mutta malli kertoo veden liikkeistä nykyisissä ja tulevaisuuden olosuhteissa, Marttila kertoo mallinnuksen hyödyistä.
Vesien tummenemisella on Marttilan mukaan vaikutusta muun muassa siihen, kuinka syvälle vesistössä auringon vaikutus ulottuu. Tämä puolestaan vaikuttaa vesistöjen perustuottavuuteen ja sitä myötä laajemmin puroeliöstöön ja ravintoketjuihin.
– Oulun yliopiston ekologian ja genetiikan tutkimusyksikössä on tehty uraa uurtavaa tutkimusta vesien tummenemisen ekologisista vaikutuksista, Marttila toteaa.
Myös Ilmatieteen laitos, Suomen ympäristökeskus ja Luonnonvarakeskus tekevät tutkimusta Pallaksella ja Marttila korostaakin monitieteisen yhteistyön tärkeyttä aiheessa.